يعد تصميم الأتمتة الشاملة للتطبيقات عالية السرعة من أكثر المهام تحديًا يواجهها مهندسو الحركة. نظرًا لأن الأنظمة الآلية تصبح أكثر تعقيدًا وترتفع معدلات الإنتاج على الإطلاق ، يجب على مصممي النظام مواكبة أحدث التقنيات أو المخاطر التي تحدد التصميم الأقل من الأمثل. دعنا نراجع بعضًا من أحدث التقنيات والمكونات المتاحة ، بالإضافة إلى إلقاء نظرة فاحصة على المكان الذي يجدون فيه الاستخدام.

روبوت أذرع بدلة التصميمات المدمجة

أذرع الروبوت الصناعية غير معروفة عادة بكونها الضوء على أقدامهم. بدلاً من ذلك ، لدى معظمهم إنشاءات كبيرة يجب أن تدعم أدوات نهاية الذراع الثقيلة. على الرغم من مزايا التصميم القوي ، فإن هذه الأسلحة الآلية ثقيلة للغاية وضخمة للتطبيقات الحساسة. لجعل أذرع Nimbler أكثر ملاءمة للمهام الخفيفة ، انطلق المهندسون من Igus Inc. ، الذين يعملون في كولونيا ، ألمانيا ، لتطوير مفصل متعدد المحاور للسماح لأحمال صغيرة بالدوران حول الجيب. يعد المفصل الجديد مناسبًا تمامًا للتطبيقات الحساسة للانتقاء حيث يمكن ضبط قوة القابض حسب الحاجة.

المرونة والوزن الخفيف هما معلمات تصميم رئيسية للمفصل الجديد ، والذي يتكون من عناصر التحكم في البلاستيك والكابلات. باختصار ، يتم نقل الكابلات من مفصل كتف الذراع بواسطة Faulhaber Compact DC Servomotors ، مما يمنع القصور الذاتي في الذراع ، ويسهل الحركة الديناميكية ، ويقلل من بصمة التصميم.

يعتمد المهندسون على الكثير من تصميمهم على مفصل الكوع البشري ، لذلك يتم دمج اثنين من DOFs - الدوران والدوار - في مفصل واحد. على غرار الذراع البشري ، فإن أضعف جزء من ذراع الروبوت ليس العظام (أنبوب جسم ذراع الروبوت) أو العضلات (محرك القيادة) ، ولكن الأوتار ، التي تنقل قوة. هنا ، مصنوعة من كابلات التحكم عالية التوتر من مادة بولي إيثيلين UHMW-PE قوية للغاية تتميز بقوة شد تتراوح بين 3000 و 4000 ن/مم 2. إلى جانب وظائف ذراع الروبوت التقليدية مثل تطبيقات الاختيار والمكان ، فإن المفصل مناسب تمامًا لتركيبات الكاميرا الخاصة أو أجهزة الاستشعار أو غيرها من الأدوات التي يلزم إنشاء الوزن الخفيف. تم دمج مستشعر موضع الزاوية المغناطيسية في كل مفصل لدقة عالية.

تتميز أجهزة الخدمة المبدئية إلكترونيًا بكتلة منخفضة الحركة مناسبة للاستخدام الديناميكي: تم تصميم الجهد العاملة 24 VDC لسلطة البطارية ، وهو أمر بالغ الأهمية للاستخدام في تطبيقات الهاتف المحمول ، في حين أن عزم الدوران المحرك 97 MNM يزيد عملية الذراع. والأكثر من ذلك ، أن محركات الأقراص بدون فرش لا تحتوي على مكونات إلى جانب محمل الدوار ، مما يضمن عمر خدمة عشرات الآلاف من الساعات.

نظام الحركة الخطي يسرع أتمتة المختبر

إلى جانب عمليات التغليف والتجميع التقليدية ، ينتشر الاختيار والمكان أيضًا في أتمتة المختبر عالية السرعة. تخيل التلاعب بملايين عينات البكتيريا كل يوم وستكون لديك فكرة عما يتوقع من معامل التكنولوجيا الحيوية اليوم التعامل معها. في أحد الإعدادات ، يمكّن نظام الحركة الخطية المتقدمة من روبوت مختبر التكنولوجيا الحيوية يسمى الدوار لثبات صفائف الخلايا في سرعات قياسية تزيد عن 200000 عينة في الساعة. ينحدر الدوار من Singer Instruments و Somerset والمملكة المتحدة ويستخدم كنظام أتمتة في المقاطعات لأبحاث الجينوم والجينوم والسرطان. غالبًا ما يخدم أحد هذه الروبوتات العديد من المختبرات المختلفة ، حيث يحتفظ العلماء بفتحات زمنية قصيرة لتكرار المكتبات ، وتزاوجها ، وإعادة التشغيل ، ومكتبات الخميرة ومكتبات الخميرة.

تتعامل وحدة التحكم في الوقت الفعلي مع محاور الحركة الثلاثة التي تنسيق تحركات الروبوت إلى نقطة التعليق ، بالإضافة إلى محور معالجة العينات ، وكذلك واجهات مع واجهة المستخدم الرسومية الروبوت. بالإضافة إلى ذلك ، تدير وحدة التحكم أيضًا جميع قنوات الإدخال/الإخراج.

إلى جانب وحدة التحكم ، قام Baldor أيضًا بتزويد Servomotor و Drive وثلاث وحدات محرك وسائر متكاملة. يقوم الروبوت بإجراء عمليات نقل من نقطة إلى نقطة من لوحات من المصدر إلى المقصد على طول محور سيرز خطي يعمل على طول عرض الجهاز. يدعم هذا المحور رأس محرك سترى ثنائي المحاور يتحكم في حركة التعلق. في الواقع ، يمكن أن تحرك حركة XYZ مجتمعة عينات باستخدام حركة حلزونية معقدة. يتحكم محور محرك السائر المنفصل في آلية تحميل Pinheads. تتحكم القبضات الهوائية والدوارات في حركات الماكينة الأخرى ، مثل التقاط والتخلص من رؤوس الدبوس في بداية ونهاية العمليات.

كان المغني يهدف في الأصل إلى استخدام محرك هوائي للمحور المستعرض الرئيسي ، لكن هذا التصميم لم يستطع توفير دقة تحديد المواقع المطلوبة أو السرعة ، وكان صاخبًا للغاية بالنسبة لبيئة المختبر. وذلك عندما بدأ المهندسون في التفكير في المحركات الخطية. أنشأت Baldor خطيًا خطيًا خطيًا مخصصًا مع تعديلات ميكانيكية على المسار الخطي ، مما يسمح له بدعمه فقط في نهاياته ، بدلاً من طوله-بحيث يعمل محرك المحرك كمحور X يحمل محاور Y و Z. أخيرًا ، يقلل تصميم مغناطيس المحرك الخطي للسماح بالحركة السلسة.